第6章 鍵與花鍵(第6章)

1、 第六章 鍵與花鍵聯(lián)接 61 鍵聯(lián)接 鍵是一種標準件，通常用于聯(lián)接軸與軸上旋轉零件與 擺動零件，起周向固定零件的作用以傳遞旋轉運動成扭矩， 而導鍵、滑鍵、花鍵還可用作軸上移動的導向裝置。 一、鍵聯(lián)接的類型與構造 主要類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵 1、平鍵 1）普通平鍵 用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無相對軸向移動 構造：兩側面為工作面，靠鍵與槽的擠壓和鍵的剪切傳 遞扭矩； 軸上的槽用盤銑刀或指狀銑刀加工； 輪轂槽用拉刀或插刀加工。 （2）承載能力： 壓潰主要失效形式 鍵剪斷 （1）工作面：兩側面工作時靠鍵與鍵槽側面的擠壓來傳遞扭矩 普通平鍵： 圓 頭 A型（常用）鍵頂上面與轂不接觸有間隙 方 頭

2、 B型常用螺釘固定 單圓頭C型（端銑刀加工）用于軸端與輪轂聯(lián)接 c)一端圓頭一端方頭 b)方頭 2）薄型平鍵鍵高約為普通平鍵的60%70%：圓頭、方 頭、單圓頭 用于薄壁結構、空心軸等徑向尺寸受限制的聯(lián)接 3）導向平鍵與滑鍵用于動聯(lián)接，即軸與輪轂之間有相 對軸向移動的聯(lián)接 導向鍵鍵不動，輪轂軸向移動 滑鍵鍵隨輪轂移動 特點：裝拆方便，對零件對中性無影響，容易制造，作用可靠， 多用于高精度聯(lián)接。但只能周向固定，不能承受軸向力 2、半圓鍵 軸槽用與半圓鍵形狀相同的銑刀加工，鍵能在槽中繞幾何 中心擺動，鍵的側面為工作面，工作時靠其側面的擠壓來傳遞 扭矩。 特點：工藝性好，裝配方便，適用于錐形軸與輪轂

3、的聯(lián)接 缺點：軸槽對軸的強度削弱較大。只適宜輕載聯(lián)接。 采用雙鍵時，不能相隔180,應位于軸的同一母線上。 工作面 普通楔鍵：上、下面為工作表面，有1：100斜度（側面有 間隙），工作時打緊，靠上下面摩擦傳遞扭矩，并 可傳遞小部分單向軸向力 特 點 ：適用于低速輕載、精度要求不高。對中性較差， 力有偏心。不宜高速和精度要求高的聯(lián)接，變載下 易松動。鉤頭只用于軸端聯(lián)接，如在中間用鍵槽應 比鍵長2倍才能裝入。且要罩安全罩 3、楔鍵聯(lián)接 1 ：1 0 0 工 作 面 方頭楔鍵 鉤頭楔鍵 兩個斜度為1：100的楔鍵聯(lián)接，上、下兩面為工作面（打 入）布置在圓周的切向 工作原理：靠工作面與軸及輪轂相擠壓來

4、傳遞扭矩 4、切向鍵 工 作 面 轂 1:100 軸 1、選擇 由軸徑d從標準中選bh 由輪轂寬選鍵長L（系列值） 由結構確定，而 不是由強度確定。 校核 2 b Ll bLl Ll (圓頭平鍵) (方頭平鍵) (單圓頭平鍵) 類型尺寸： （bh）L 二、鍵聯(lián)接的選擇和強度校核 普通平鍵的主要尺寸 失效形式：壓潰（靜聯(lián)接鍵、軸、轂中較弱者） 磨損（動聯(lián)接） 鍵的剪斷（較少） 1、平鍵聯(lián)接的強度校核 a) 擠壓強度條件為： P d P kld T lk T lk N 2000/1000 2 允許傳遞的扭矩： P kldT 2 1 T扭矩（Nmm）k工作高度 k=h/2 d軸徑（mm） l工作長度

5、 A型鍵：l=L-b B型鍵：l=L C型鍵：l=L-b/2 L公稱長度 b）剪切強度條件 2000/1000 2 bld T bl T bl N d 2、半圓鍵聯(lián)接強度校核 2000/1000 2 bld T bl T bl N d 強度不夠時，措施：1）雙鍵，（按1.5個鍵計算） 三鍵，120布置 2）增大軸徑d 3）增長L，但輪轂長受力不利 4）改用花鍵 62 花鍵聯(lián)接 花鍵聯(lián)接是由多個鍵齒與鍵槽在軸和輪轂孔的周向均布而成 花鍵齒側面為工作面適用于動、靜聯(lián)接 一、類型、特點和應用 1、特點： 1）齒較多、工作面積大、承載能力較高 2）鍵均勻分布，各鍵齒受力較均勻 3）齒槽線、齒根應力集中

6、小，對軸的強度削弱減少 4）軸上零件對中性好 5）導向性較好 6）加工需專用設備、制造成本高 2、花鍵類型 按齒形分： 矩形花鍵 矩形花鍵聯(lián)接按新標 準為內(nèi)徑定心，定心精度 高，定心穩(wěn)定性好，配合 面均要研磨，磨削消除熱 處理后變形，應用廣泛 漸開線花鍵 定心方式為齒形定心，當齒受載時，齒上的徑向力 能自動定心，有利于各齒均載，應用廣泛，優(yōu)先采用 3、定心方式：矩形內(nèi)徑定心；漸開線齒面定心； 其它 定心 方式 4、特性： （1）齒對稱布置，受載均勻； （2）齒淺，應力集中； （3）承載； （4）定心好； （5）可用于“動”、“靜”； （6）漸開線較矩形根部， 承載， 定心精度高，宜用于 載荷大

7、、尺寸大場合。 三角形花鍵齒數(shù)較多，齒較小，對軸強度削弱小。適 于輕載、直徑較小時及軸與薄壁零件的聯(lián) 接應用較少 二、花鍵聯(lián)接的設計計算 設計：選花鍵類型 按軸徑定花鍵尺寸 驗算聯(lián)接強度 失效形式：鍵齒的壓潰（靜聯(lián)接） 磨損（動聯(lián)接） 齒根剪斷 hCC dm N d D 設：工作載荷沿鍵的工作長度l均勻 分布。且各齒面上壓力的合力N 作用在平均半徑dm處，如圖 擠壓強度條件： P m P dlhz T 2000 動聯(lián)接（耐磨性條件）： 2000 P dlhz T P m T傳遞扭矩（N.m） Z花鍵齒數(shù) l 鍵齒工作長度（mm）dm花鍵的平均直徑 載荷分布不均系數(shù) h鍵齒側面工作高度（mm）

8、63 無花鍵聯(lián)接 用軸與轂的聯(lián)接不用鍵或花鍵時，統(tǒng)稱無鍵聯(lián)接 一、型面聯(lián)接 軸和轂孔有柱形和圓錐形等。 特點：沒有應力集中源，對中性好，承載能力強，裝拆方便， 但加工不方便，需用專用設備，應用較少。另外成形面 還有方形、六邊形及帶切口的圓形等截面形狀的。 二、脹緊聯(lián)接 脹緊聯(lián)接利用錐面貼合并擠緊在軸轂之間用摩擦力傳遞 扭矩，有過載保護作用。 彈性環(huán)的材料為高碳鋼或高碳合金鋼（65，70，55Cr2、 60Cr2）并經(jīng)熱處理。錐角一般為12.517，另外要求內(nèi)、外 環(huán)錐面配合良好。 特點：可傳遞較大扭矩和軸向力，無應力集中，對中性好， 但加工要求較高，應用受限制。 d L D l 64 銷聯(lián)接 定位銷主要用于零件間位置定位，左圖，常用作組合加 工和裝配時的主要輔助零件。 聯(lián)接銷主要用于零件間的聯(lián)接或鎖定，右圖，可傳遞不 大的載荷 安全銷主要用于安全保護裝置中的過載剪斷元件 ，圖6- 20 1、銷聯(lián)接 開尾圓錐銷在聯(lián)接時的防松 效果好，適用于有沖擊、振動的 場合的聯(lián)接。 圓柱銷靠過盈配合固定在 銷孔中，經(jīng)多次裝拆會降低定 位精度和可靠性。 圓錐銷具有1:50的錐度， 安裝方便，定位精度高